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第 10 期 罗明良，等: 连续油管缓蚀用微乳液的制备与性能 ·1763·
由图 9 可见，当加入缓蚀剂 HSL-1 后，金属的 的金属表面吸附成膜，更能在酸性介质中成膜。这
阴、阳极极化曲线明显向低电流方向移动，腐蚀电 种表面吸附一方面改变了金属表面电荷状态和界面
流密度明显减小，说明缓蚀剂对金属腐蚀起到了很 性质，使金属表面能量状态趋于稳定，增加腐蚀反
好的抑制作用，且随着缓蚀剂质量分数增加，阴、 应活化能，减缓腐蚀速率；另一方面，非极性基团
阳极极化曲线的塔菲尔斜率逐渐增加，说明该缓蚀 的隔离作用可将金属表面和腐蚀介质隔开，阻碍电
剂同时抑制了阴/阳极反应过程。而阴极极化曲线的 化学反应相关电荷或物质转移，起到减缓腐蚀作用。
塔菲尔斜率明显大于阳极极化曲线的塔菲尔斜率， 2.3 HSL-1 缓蚀机理分析
表明 HSL-1 微乳型缓蚀剂是一种以抑制阴极过程为 2.3.1 扫描电镜分析
主的混合型缓蚀剂 [21] 。 应用扫描电镜从微观角度分析金属挂片腐蚀类
HSL-1 微乳液型缓蚀剂中的曼尼希碱是一种含 型以及 HSL-1 微乳液型缓蚀剂在金属表面成膜类型
氮、苯环且具有表面活性的有机缓蚀剂，易在清洁 和形态，见图 10。
图 10 不同情况下 CT80 挂片电镜扫描图
Fig. 10 SEM photographs of CT80 steel samples under different conditions
从图 10 可以观察到未腐蚀挂片（图 10a）表面 O/W 微乳结构具有控制缓蚀组分释放速度的功能，
光滑均匀，个别区域出现少量规则划痕，这是受试 而非微乳液型缓蚀剂曼尼希碱接触岩石后快速吸附
片加工影响所致；未加缓蚀剂酸液中的挂片（图 在荷负电岩石表面，导致溶液中缓蚀活性组分质量
10b），整体腐蚀严重，且挂片表面凹凸不平，呈蜂 分数降低，影响最终缓蚀效果。
窝状，局部严重腐蚀；加入 HSL-1 缓蚀剂酸液中的
挂片（图 10c），表面整体腐蚀较轻且较为光滑，部
分划痕依旧清晰可见，表面局部有腐蚀小坑，腐蚀
类型以局部腐蚀为主。主要是因为酸性介质中曼尼
希碱能够较好地抑制碳钢腐蚀，是典型的吸附型缓
蚀剂 [22] 。曼尼希碱分子中的 O 原子、N 原子以及苯
环中的 P 键可同时与 Fe 原子发生络合作用，形成稳
定的环状螯合物吸附在金属表面，形成一层完整的
疏水膜，对金属表面起到很好的保护作用，降低了金
属挂片的腐蚀速率。
2.3.2 乏酸腐蚀实验分析
图 11 缓蚀剂种类对腐蚀速率的影响
测试添加缓蚀剂 HSL-1 与曼尼希碱两种情况下 Fig. 11 Effect of inhibitor type on the corrosion rate
挂片腐蚀速率随时间变化情况，探讨微乳液型缓蚀
剂持久缓蚀机理与效果。将 CT80 连续油管挂片浸 根据油或水作为体系分散相的情况，可划分为
入乏酸中，实验温度 90 ℃，缓蚀剂质量分数均为 3 种：O/W 型、W/O 型和双连续性 [23] 。采用滴液法
1.5%，测试结果如图 11 所示。 制备的微乳液型缓蚀剂 HSL-1 为 O/W 型。由于曼尼
由图 11 可见，添加微乳液型缓蚀剂 HSL-1 时， 希碱季铵盐缓蚀剂在油相中的溶解性远大于水相，
在测试时间范围内腐蚀速率随时间延长增加幅度较 因此曼尼希碱一般溶于 O/W 型微乳液的油相内核
小，腐蚀时间 12 h 时腐蚀速率仍然很低，仅为 中，而油相内核一般以小液滴形式分散在盐酸溶液
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0.381 g/(m ·h)；而添加非微乳液型缓蚀剂曼尼希碱 中，且有界面膜保护，降低了缓蚀剂在地层岩石表
类时，腐蚀速率却逐渐升高，这说明缓蚀剂体系中 面的吸附。同时，酸化作业中 HSL-1 利用微乳结构
